具有图像拾取功能的投影显示器的制造方法
【专利说明】具有图像拾取功能的投影显不商
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年8月26日提交的日本优先权专利申请JP2013-174728以及2014 年2月24日提交的日本优先权专利申请JP2014-032742的权益，通过引用将上述每一个专利 申请的全部内容结合在此。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及一种具有图像拾取功能的投影显示器。
【背景技术】
[0004] 近年来，在诸如智能电话和平板终端之类的装置中，已经能够通过使用触摸面板 来实现显示于屏幕上的图像的翻页和缩放，所述图像的翻页和缩放是响应于通过人的直观 作出的指示操作而执行的。同时，通过在屏幕上投影图像来显示图像的显示器作为投影仪 长久以来是已知的。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] PTL 1：JP 2013-3859A
[0008] PTL 2：JP 2007-52218A
[0009] PTL 3：JP 2003-44839A
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 近年来，像平板终端等一样，希望以与通过人的直观由手在触摸面板上作出的操 作相似的方式，使投影仪也接受投影图像的指示操作。特别是，希望使近年来已出现在市场 上的手持型小投影仪接受被投影在大约20英寸到30英寸的投影区域中的图像的指示操作。 然而，在这种投影仪中，在投影图像的屏幕、墙壁或类似物中不包含触摸面板，必须通过使 用其他手段来检测手的操作。除该方法以外，在一些投影仪中，允许通过操作无线遥控器等 移动图像。然而，小型投影仪本身尺寸很小，因此通过无线遥控器或类似物的操作并不灵 巧。
[0012] PTL 1提出了一种装置，所述装置通过将投影单元与用于检测由手执行的操作(手 势）的检测单元组合，能够以覆盖投影区域的形式进行图像的指示操作。然而，在PTL 1提出 的装置中，投影部和检测部是分离的，因此整个系统的尺寸趋于较大。此外，除了尺寸变大 以外，还存在与投影区域和检测区域之间的相对位置坐标的配置等有关的缺陷，必须对此 进行精确的校准操作。该校准的精度很重要，因为该精度直接影响指示操作的精度，因此必 须对屏幕的所有部分进行校准，这是很复杂的。
[0013] PTL 2和PTL 3每一个都提出了其中将图像拾取功能添加到投影仪的装置。在PTL 3提出的装置中，来自诸如超高压汞灯之类的光源的光通量入射到偏振转换装置上，在该偏 振转换装置中光通量被转换为特定偏振分量，该偏振分量被引导至光阀。然而，在这种偏振 转换装置中，没有被转换为所述特定偏振分量的分量会入射到图像拾取装置上而不传播到 光阀，从而用于投影的照明光不利地影响图像拾取。可增加专用于图像拾取的偏振转换装 置，以避免这种情况。然而，这增加了投影透镜的尺寸，因此并不实用。相反，在PTL 2提出的 装置中，不增加专用于图像拾取的偏振转换装置，而是通过当进行图像拾取时关闭用于投 影的照明光来防止照明光的不利影响。然而，因为在图像拾取时关闭照明光，所以例如当在 暗的外部环境中使用所述装置时，很难确保图像拾取所必需的足够亮度。因此，作为像投影 仪一样经常在暗的外部环境中使用的装置，在应用中存在限制。
[0014] 希望提供一种能够很容易以高精度实现对位于投影平面上或接近投影平面的物 体的检测的投影显示器。
[0015] 解决问题的方案
[0016] 在一个实施方式中，一种光学模块，包括:偏振光分离装置，所述偏振光分离装置 用于分离入射光的第一偏振分量和第二偏振分量;光阀，所述光阀用于接收至少所述第一 偏振分量，并且将所接收光的至少一部分输出至所述偏振光分离装置;成像装置，所述成像 装置设置在至少大致与所述光阀光学共辄的位置处;和光学部件，所述光学部件被定位并 用于将所述入射光的所述第二偏振分量的至少一部分在到达所述图像拾取装置之前去除。
[0017] 在另一个实施方式中，一种光学系统，包括:光学模块，所述光学模块包括:偏振光 分离装置，所述偏振光分离装置用于分离入射光的第一偏振分量和第二偏振分量;光阀，所 述光阀用于接收至少所述第一偏振分量，并且将所接收光的至少一部分输出至所述偏振光 分离装置;成像装置，所述成像装置设置在至少大致与所述光阀光学共辄的位置处;光学部 件，所述光学部件被定位并用于将所述入射光的所述第二偏振分量的至少一部分在到达所 述图像拾取装置之前去除；和图像处理部，所述图像处理部用于处理由所述图像拾取装置 接收的图像数据。
[0018] 在另一个实施方式中，一种检测方法，包括:用偏振光分离装置分离入射光的第一 偏振分量和第二偏振分量；用光阀接收至少所述第一偏振分量，并且将所接收光的至少一 部分输出至所述偏振光分离装置;基于所调制光的至少一部分，沿着投影路径将图像朝向 投影区域投影;在从所述投影区域入射的检测光与所述偏振光分离装置相互作用之后，用 成像装置接收至少部分的所述检测光;和基于所述成像装置的图像处理，检测位于所述投 影路径上的物体的位置，其中所述入射光的所述第二偏振分量的至少一部分在到达所述图 像拾取装置之前被光学部件去除。
[0019] 在另一个实施方式中，一种光学模块，包括:偏振光分离装置，所述偏振光分离装 置用于分离入射光的第一偏振分量和第二偏振分量;光阀，所述光阀用于接收至少所述第 一偏振分量，并且将所接收光的至少一部分输出至所述偏振光分离装置;成像装置，所述成 像装置设置在至少大致与所述光阀光学共辄的位置处;和光学部件，所述光学部件定位在 所述偏振光分离装置前方。
[0020] 发明的有益效果
[0021] 根据本公开内容的上述实施方式的投影显示器，图像拾取装置设置在与光阀光学 共辄的位置处，并且通过在适当位置处设置光学部件，减小对于物体检测来说非必要的偏 振分量。因此，很容易获得高精度的物体检测。注意，效果不限于在此所述的那些，可以是本 公开内容中描述的任何效果。
[0022] 应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的，意在对要求保护 的本技术提供进一步的解释。
【附图说明】
[0023] 图1是图解根据本公开内容第一实施方式的投影显示器的整体构造的示例的构造 图；
[0024] 图2是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态和比例一起来图解根 据第一实施方式的投影显示器的主要部分构造的剖面图；
[0025] 图3是不意性图解图像显不和物体检测的构思的说明图；
[0026] 图4是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第一 实施方式的第一变形例的投影显示器的主要部分构造的剖面图；
[0027]图5是图解在根据第一实施方式的第二变形例的投影显示器中，控制照明光的示 例的说明图；
[0028]图6是图解在根据第一实施方式的第三变形例的投影显示器中，控制照明光的示 例的说明图；
[0029] 图7是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第一 实施方式的第四变形例的投影显示器的主要部分构造的剖面图；
[0030] 图8是图解根据第二实施方式的投影显示器的整体构造的示例的构造图；
[0031] 图9是图解当从侧面方向观看时根据第二实施方式的投影显示器的状态的构造 图；
[0032]图10是图解根据第二实施方式的投影显示器中的近红外光发光部的构造示例的 剖面图；
[0033] 图11是图解圆柱形阵列透镜的第一构造示例的斜视图；
[0034] 图12是图解圆柱形阵列透镜的第二构造示例的斜视图；
[0035] 图13是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 二实施方式的投影显示器的主要部分构造的剖面图；
[0036]图14是图解根据第二实施方式的投影显示器的整体构造的另一构造示例的构造 图；
[0037] 图15是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 二实施方式的投影显示器的主要部分构造的第一变形例的剖面图；
[0038] 图16是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 二实施方式的投影显示器的主要部分构造的第二变形例的剖面图；
[0039] 图17是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 三实施方式的投影显示器的主要部分构造的第一示例的剖面图；
[0040] 图18是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 三实施方式的投影显示器的主要部分构造的第二示例的剖面图；
[0041] 图19是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 三实施方式的投影显示器的主要部分构造的第三示例的剖面图；
[0042]图20是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 四实施方式的投影显示器的主要部分构造的第一示例的剖面图；
[0043]图21是图解当从图20所示的投影显示器中的构造去除带通滤波器时，入射到图像 拾取装置上的光的光谱分布的示例的特性图；
[0044] 图22是连同入射到光阀和图像拾取装置每一个上的光的状态一起来图解根据第 四实施方式的投影显示器的主要部分构造的第二示例的剖面图；
[0045] 图23是图解当在投影光学系统中设置红外截止滤光器时入射到图像拾取装置上 的光的光谱分布的示例的特性图；
[0046] 图24是图解带通滤波器的波长特性的示例的特性图；
[0047]图25是图解入射到图20所示的投影显示器中的图像拾取装置上的光的光谱分布 的示例的特性图；
[0048] 图26是图解抑制部的构造示例的框图，所述抑制部控制检测光源部的发射波长中 的变化；
[0049] 图27是可见光截止滤光器的放置位置的第一说明图；
[0050] 图28是可见光截止滤光器的放置位置的第二说明图；
[0051]图29是偏振分束器的特性的第一说明图；
[0052]图30是偏振分束器的特性的第二说明图。
【具体实施方式】
[0053]将参照附图详细描述本公开内容的一些实施方式。要注意的是，描述将按以下顺 序进行。
[0054] 1.第一实施方式(具有无源检测功能的投影显示器）
[0055] 1.1构造
[0056] 1.2操作
[0057] 1.3效果
[0058] 1.4第一实施方式的变形例
[0059] 1.4.1第一变形例
[0060] 1.4.2第二变形例
[0061 ] 1.4.3第三变形例
[0062] 1.4.4第四变形例
[0063] 2.第二实施方式(具有有源检测功能的投影显示器）
[0064] 2.1构造和功能
[0065] 2.2第二实施方式的变形例
[0066] 2.2.1第一变形例
[0067] 2.2.2第二变形例
[0068] 3.第三实施方式(在图像拾取一侧上具有中继光学系统的投影显示器）
[0069] 3.1第一构造示例
[0070] 3.2第二构造示例
[0071] 3.3第三构造示例
[0072] 4.第四实施方式(具有带通滤波器的投影显示器）
[0073] 4.1基本构造示例
[0074] 4.2适于使用带通滤波器的构造示例
[0075] 4.3其他优选构造示例
[0076] 5.其他实施方式
[0077] d ?第一实施方式）
[0078] (1.1构造）
[0079] 图1图解了根据本公开内容第一实施方式的投影显示器(投影仪)的整体构造的示 例。图2是连同入射到光阀21和图像拾取装置22每一个上的光的状态和比例一起，图解了图 1所示的投影显示器中的主要部分构造。该投影显示器具有进行图像显示的功能，且还具有 进行无源物体检测的功能。图3示意性图解了由该投影显示器进行的图像显示和物体检测 的构思。
[0080] 如图1中所示，该投影显示器包括照明部1、光阀21、图像拾取装置22、线栅27、投影 透镜24、偏振器25S、图像处理部26、以及照明控制部29。线栅27用作偏振光分离装置，且偏 振器25S用作偏振部件。
[0081] 如图2中所示，照明部1在朝向线栅27的第一方向Z1上发射照明光L1。照明部1包括 蓝色激光器11B、绿色激光器11G、红色激光器11R、第一耦合透镜12B、第二耦合透镜12G和第 三耦合透镜12R。照明部1进一步包括驱动光学装置14、反射镜18、第一蝇眼透镜151、第二蝇 眼透镜152、第一聚光透镜161、第二聚光透镜162、第三聚光透镜163和第四聚光透镜164。
[0082] 蓝色激光器11B是发射蓝色激光束的激光光源。绿色激光器11G是发射绿色激光束 的激光光源。红色激光器11R是发射红色激光束的激光光源。
[0083] 照明控制部2 9控制第一光源（例如蓝色激光器11B )、第二光源（例如绿色激光器 11G)和第三光源(例如红色激光器11R)每一个的光发射。例如，照明控制部29可以以场顺序 方案控制第一到第三光源每